母线电容寿命计算
母线电容电压平衡桥电路计算_概述说明以及解释__
母线电容电压平衡桥电路计算概述说明以及解释1. 引言1.1 概述母线电容电压平衡桥电路是一种用于平衡直流系统中母线上的电压的重要电路。
在直流电力系统中，因为分布式负载和不均匀的导体特性等原因，母线上可能存在电压不平衡的问题。
这种不平衡会对系统正常运行产生负面影响，如设备损坏、效率下降、能源浪费等。
为了解决这一问题，设计了母线电容电压平衡桥电路。
通过增加适当大小的电容器并正确连接它们到系统中，在合理的调节下能够实现母线上的电压平衡。
这样可确保各个部分得到稳定的供电并降低了故障发生率。
1.2 文章结构本文将围绕着母线电容电压平衡桥电路展开详细讨论。
首先，我们将介绍该桥电路的原理，并详细解释其工作机制和优势。
然后，我们将探讨计算母线上所需的电容量时所需使用的公式与方法，并提供具体计算示例。
此外，我们还将说明此桥电路在直流系统中维持稳定工作的重要性，以及其在各个领域的应用范围。
1.3 目的本文的目的是帮助读者全面了解母线电容电压平衡桥电路，并提供相关计算和解释，使读者能够在实际应用中正确使用和设计该桥电路。
同时，我们也希望通过本文向读者强调母线电容电压平衡桥电路计算的重要性，并展示其在直流系统中维持稳定工作的实际效果。
2. 母线电容电压平衡桥电路计算2.1 母线电容电压平衡桥电路的原理解释母线电容电压平衡桥电路是一种用于实现直流系统中的母线电压平衡的方法。
在直流输配系统中，因为负荷不均匀或者某些故障引起的不均衡情况，导致母线上的电压分布不均，这会对系统运行产生不良影响。
而母线电容电压平衡桥电路就是通过合理调整各个分支上的阻抗，使得各个相邻节点之间的电势差保持在一个较小范围内，从而实现母线上各节点间的电压平衡。
该桥网络主要由四个分支组成，每个分支包含一个阻抗元件和一个回路。
通过调整这些阻抗元件以及连接方式，可以实现对母线节点之间的等效阻抗进行调节，从而使得母线上各节点具有相似的传输特性和相同的交流响应。
2.2 计算母线电容的公式与方法要计算母线的等效阻抗以及实现节点间的电压平衡，可以采用以下公式和方法：首先，根据母线的拓扑结构和电路连接方式，建立母线的等效电路模型。
煤矿10kV供电系统电容电流计算方法
第３６卷 第２期２０１６年０３月西安科技大学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＸＩ’ＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．３６ Ｎｏ ２Ｍａｒ ２０１６ ＤＯＩ：１０．１３８００／ｊ．ｃｎｋｉ．ｘａｋｊｄｘｘｂ．２０１６．０２２１文章编号：１６７２－９３１５（２０１６）０２－０２８２－０６ 煤矿１０ｋＶ供电系统电容电流计算方法张红涛１，王 星１，蔡文龙１， 永１，２（１ 西安科技大学电气与控制工程学院，陕西西安７１００５４；２ 陕煤集团神木红柳林矿业有限公司，陕西榆林７１９３００）摘 要：随着煤矿生产规模以及矿井供电网络不断扩大，使得矿井供电系统对地电容电流越来越大，存在很大的安全隐患，为了减少煤矿安全事故的发生，保障矿井供电系统的安全运行，对矿井供电系统电容电流的准确掌握就十分重要。
而传统的电容电流计算方法考虑的因素比较单一，估算误差较大，已不能满足要求。
文中总结了传统计算方法的特点，并在传统计算方法的基础上引入了电缆材料影响系数、电气设备增值系数以及环境因素影响系数，得到了煤矿１０ｋＶ供电系统电容电流的修正计算方法。
文中以某煤矿１０ｋＶ供电系统为例，进行了电容电流实测结果和理论计算结果的对比分析，验证了该修正计算方法的正确性。
综合考虑了多因素影响的煤矿供电系统电容电流修正计算方法较传统计算方法的计算误差更小，精度更高，对于煤矿供电系统电容电流的理论估算以及消弧线圈容量的确定具有一定的实际指导意义。
关键词：煤矿；电容电流；修正公式；计算方法中图分类号：ＴＭ７５１ 文献标志码：ＡＣａｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆ１０ｋＶｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｉｎｃｏａｌｍｉｎｅＺＨＡＮＧＨｏｎｇ ｔａｏ１，ＷＡＮＧＸｉｎｇ１，ＣＡＩＷｅｎ ｌｏｎｇ１，ＹＵＮＹｏｎｇ１，２（１ ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００５４，Ｃｈｉｎａ；２ ＳｈａａｎｘｉＣｏａｌＧｒｏｕｐＳｈｅｎｍｕＨｏｎｇｌｉｕｌｉｎＭｉｎｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｙｕｌｉｎ７１９３００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｓｃａｌｅｏｆｃｏａｌｍｉｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎｔｉｎｕｅｓｔｏｅｘｐａｎｄ，ｔｈｅｃａｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｔｏｇｒｏｕｎｄｏｆｔｈｅｍｉｎｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍａｌｓｏｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｔｈｕｓｔｈｅｒｅｅｘｉｓｔｓｇｒｅａｔｓｅｃｕｒｉｔｙｒｉｓｋ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅａｃｃｉｄｅｎｔｓａｎｄｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｍｉｎｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｍａｓｔｅｒｔｈｅｃａｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｉｎｔｈｅｍｉｎｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃａｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｃｏｎｓｉｄｅｒｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｆｅｗｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌｆａｃｔｏｒｓ，ｓｏｉｔｓｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｉｓｌａｒｇｅ，ｗｈｉｃｈｃａｎｎｏｔｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｇｅｔｓｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆａｃｏａｌｍｉｎｅ１０ｋＶｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｂｙｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇｔｈｅｃａｂｌｅｍａｔｅｒｉａｌｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｄｄｅｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈｅｘａｍｐｌｅｓｏｆａｃｏａｌｍｉｎｅ１０ｋＶｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｍｐａｒｅｄｔｈｅｃａｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｄｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｈａｓｂｅｅｎｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｔｈｅｃａｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｔａｋｅｓｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｆａｃｔｏｒｓ，ｓｏｉｔｈａｓｓｍａｌｌｅｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｓａｎｄｈｉｇｈｅｒａｃｃｕｒａｃｙｔｈａｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｈａｓｃｅｒｔａｉｎｐｒａｃｔｉｃａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｃａ收稿日期：２０１５－１０－２０ 责任编辑：高 佳通讯作者：张红涛（１９８９－），男，陕西咸阳人，硕士研究生，Ｅ ｍａｉｌ：６２３５５８７２９＠ｑｑ．ｃｏｍ博看网 . All Rights Reserved.第２期张红涛等：煤矿１０ｋＶ供电系统电容电流计算方法ｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｏｆｍｉｎｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｐｅｔｅｒｓｅｎｃｏｉｌｃａｐａｃｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌｍｉｎｅ；ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔ；ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａ；ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ０ 引 言随着煤矿生产规模的不断扩大，电缆线路增长，矿区配网系统对地电容电流越来越大。
电容电流计算(线路,发电机回路)
电容电流的计算书电网的电容电流，应包括有电气连接的所有架空线路、电缆线路、发电机、变压器以及母线和电器的电容电流，并应考虑电网5～10年的发展。
1．架空线路的电容电流可按下式估算：I C =（2.7～3.3）U e L×10-3 (F-1)式中：L——线路的长度（㎞）；U e——线路系统电压（线电压KV）I C ——架空线路的电容电流（A）；2.7 ——系数，适用于无架空地线的线路；3.3 ——系数，适用于有架空地线的线路；同杆双回线路的电容电流为单回路的1.3～1.6倍。
亦可按附表1所列经验数据查阅。
附表1 架空线路单相接地电容电流（A/km）2.电缆线路的电容电流可按（F-2）式估算，亦可进行计算I C=0.1U e L （F-2）按电容计算电容电流具有金属保护层的三芯电缆的电容值见附表2。
附表2 具有金属保护层的三芯电缆每相对地电容值（µF/㎞）将求得的电缆总电容值乘以1.25即为全系统总的电容近似值（即包括变压器绕组、电 动机以及配电装置等的电容）。
单相接地电容电流可由下式求出： I C =3 U e ωC ×10-3（F-3）其中 ω=2πf e式中 I C —— 单相接地电容电流（A ）； U e —— 厂用电系统额定线电压（kV ）； ω —— 角频率； f e —— 额定功率（Hz ）；C —— 厂用电系统每相对地电容（µF ）；2.2、6～10 kV 电缆和架空线的单相接地电容电流I C 也可通过下式求出近似值。
6kV 电缆线路=I C 6S 22002.84S95++U e （A ） （F-4）10kV 电缆线路 =I C 0.23S22001.44S95++U e（A ） （F-5） 式中 S —— 电缆截面 （㎜²）U e —— 厂用电系统额定电压（kV ） 2.3 电容电流的经验值见附表3。
附表3 6～35kV 电缆线路单位长度的电容电流（A/㎞）2.4 6～10 kV 交联聚乙烯绝缘电力电缆的接地电容电流。
电控母线电解电容计算
电控母线电解电容计算全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电控母线电解电容计算是电气工程中常见的一个计算问题，母线电解电容是电气系统中必不可少的元件之一。
在电气系统中，电解电容具有存电能的功能，能够平稳地输出电源电压，起到稳压作用。
电控母线电解电容计算就是为了确定在电气系统中所需要的电解电容的数值，以保证系统的正常运行和稳定性。
让我们来了解一下电解电容的基本概念。
电解电容是以电解液为介质的电容，其构造是在电极间放置一种电解质，并通过两极间的电流在电解质中形成两个相等大小的等效电容，从而使得两极间的电压稳定。
在电气系统中，电解电容通常由两个平行板组成，之间填充有电解质液体，用来存储电荷并平稳输出电压。
在计算电控母线电解电容时，首先要考虑的是母线系统的额定电压。
根据实际情况，确定电解电容的工作电压，通常情况下，电解电容的额定电压要比系统的工作电压大一些，以确保安全。
需要考虑的是电解电容的容量。
电解电容的容量大小直接影响系统的稳定性和性能表现。
计算电解电容的容量需要考虑到系统的负载情况和系统的工作环境等因素。
在确定电解电容容量时，需要综合考虑系统的负载特性、起动电流要求、系统的峰值电流等因素，以确保系统的正常运行。
在实际工程中，还需根据具体情况，考虑电解电容的安装位置、散热条件等因素。
保持电解电容的正常工作温度，确保其长时间稳定运行。
需要关注电解电容的质量。
在选择电解电容时，要选择质量可靠的产品，确保其性能稳定，使用寿命长。
第二篇示例：电控母线电解电容计算是工程领域中重要的计算方法之一，它用于帮助工程师确定电解电容器在电路中的合适数值，确保电路的稳定性和性能。
本文将详细介绍电控母线电解电容的计算方法及相关知识，希望能为读者提供帮助。
一、电控母线电解电容的概念电解电容是一种电容器，它的电容值可变，通过改变电解液中的化学反应来调节电容值。
电解电容广泛应用于电路中，用于滤波、平滑电压、耦合等功能。
在一些特殊的应用中，需要根据具体需求来确定电解电容的数值。
电容器常用计算公式
1、投入并联电容器引起电压的升高△U=U*QS式中：△U-电压升高k VU-接入电容器前的电压k VQ-电容器的容量MvarS-电容器安装出的短路容量MVA 2、电容器额定电压的选择:U C=√3S ∗1 1−K式中：U C-电容器的运行电压kVU S-并联电容器装置的母线运行电压Kv(一般按1.1的长期过电压考虑）K-电抗率S-电容器组每相的串联段数3、并联电容器分组容量的确定应避开谐振容量，发生谐振的电容器容量可按下式计算：（高次谐波对低次谐波放大）Q cx=S d*(1n2−K)（自GB50227-2008并联电容器装置设计规范）式中：Q cx- 发生n次谐振的电容器容量MvarS d-并联电容器安装处的母线短路容量MV·An-谐波次数，即谐波频率(H Z)与电网基波频率(H Z)之比K-电抗率4、谐振频率：在下式中，当r为整数时，电容器将在该次谐波下谐振r=√SQ式中：Q-电容器的容量MvarS-电容器安装出的短路容量MVAr-谐波次数，即谐波频率(H Z)与电网基波频率(H Z)之比若电容器与用来限制合闸涌流或抑制谐波放大的电抗器串联连接，则谐振频率的计算公式如下：r=√SQ+KSK-串联电抗器的电抗率，K=X L/X C5、涌流的计算5.1投入单个电容器组I S≈I N*√2SQ式中：I S-电容器组涌流的峰值AI N-电容器组额定电流（方均根值）AS-电容器安装出的短路容量MVAQ-电容器的容量Mvar5.2将电容器组投入与已在运行的电容器并联I S=√2U√X∗X L 其中：XC=3U2(1Q1+1Q2)*10-6式中：I S-电容器组涌流的峰值AU-相对地电压，VXC-每相串联的容抗,ΩXL-电容器组间每相的感抗，ΩQ1-接入的电容器组的容量，MvarQ2-已在运行中的电容器组的总容量，Mvar6、三相电容器容量的计算6.1三相电容器容量的计算：由每两个端子间测得的三个电容值来计算无论是三角形连接还是星形连接的三相电容器，在每个端子间测得的电容分别为C a、C b、C c,则电容器的总电容为：C=23(C a+ C b+ C c),电容器的总容量Q为：Q=ωCU2N*10-6即Q=23(C a+ C b+ C c)ωU2N*10-6式中：C a、C b、C c-由每两个端子间测得的三个电容值，μFU N-电容器额定电压，KvQ-电容器的容量，Mvar。
母线阻抗、电阻、感抗计算
一、阻抗1.定义①：当交流电流流过具有电阻、电感、电容的电路时，它们有阻碍交流电流流过的作用，这种作用叫做阻抗；2.计算公式①：Z=√R j2+(X L−X C)2其中Z——阻抗，单位欧姆；R j——交流电阻，单位欧姆；X L——感抗，单位欧姆；X C——容抗，单位欧姆；二、电阻计算1、直流电阻计算计算公式②：Rθ=ρθC j LA，单位欧姆ρθ=ρ20[1+α(θ−20)]Ω*cmL—线路长度，mA—导线截面，mm2C j—绞入系数，单股导线为1，多股导线为1.02ρ20—导体温度为20℃时的电阻率，铜导体一般取1.72*10^-6 Ω*cm ρθ—导体温度为θ℃ 时的电阻率α—电阻温度系数，铜和铝都取0.004；θ—导体实际工作温度2.交流电阻计算计算公式②：R j=K jf K lj Rθ，单位欧姆K jf—集肤效应系数，母线K jf参见数值表1-1；目前还没找到合理的计算公式，电工手册也没有给出明确的计算公式K lj—邻近效应系数，母线的K lj取1.03表1-1三、感抗母线感抗值计算公式③如下：+0.6)x10−4X’=2πf(4.6xlg2πD j+ℎπb+2ℎ当f=50Hz时，可简化为+ 0.01884X’=0.1445 X lg2πD j+ℎπb+2ℎ3,h和b分别为母线排的宽度以及厚度式中D j=√D UV D VW D WU参考引用文献：①《实用电工技术问答》P11，夏新民，金马，金栋林编，化学工业出版社；②《工业与民用配电设计手册第三版》P538~P539，中国航空工业规划设计研究院组编，中国电力出版社；③《工业与民用配电设计手册第三版》P542，中国航空工业规划设计研究院组编，中国电力出版社；。
变频器最小母线电容参数计算及其控制策略
ＩＳＳＮ１００６－７１６７ＣＮ３１－１７０７／ＴＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＩＮＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ第４０卷第１期 Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．１２０２１年１月Ｊａｎ．２０２１ ·专题研讨———虚拟仿真技术（８９）·ＤＯＩ：１０．１９９２７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｙｙｔ．２０２１．０１．０１７变频器最小母线电容参数计算及其控制策略孟彦京， 王一兆， 马汇海， 高钰淇（陕西科技大学电气与控制工程学院，西安７１００２１）摘 要：提出一种基于交直交变频器的直流六脉波电压小电容结构和变频控制策略，实时采样母线脉动电压并依据磁链轨迹需求计算空间电压矢量调制脉宽，得到谐波含量较少的逆变输出。
在仅考虑电动机感性能量回馈的情况下，根据逆变侧瞬时回馈电流大小及时间计算出直流母线最小电容参数，同时针对瞬时负载波动和转速突变产生的惯性能量回馈问题，用瞬时关断输出方法进行抑制，必要时通过能耗制动单元加以限制。
通过Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真，验证小电容的计算结果和控制方法的可行性。
关键词：交直交变频器；母线小电容；空间电压矢量；能量回馈中图分类号：ＴＭ９２１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６－７１６７（２０２１）０１－００８１－０６ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＤＣ ｌｉｎｋＣａｐａｃｉｔｏｒＰａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｇｙｏｆｔｈｅＡＣ ＤＣ ＡＣＣｏｎｖｅｒｔｅｒＭＥＮＧＹａｎｊｉｎｇ， ＷＡＮＧＹｉｚｈａｏ， ＭＡＨｕｉｈａｉ， ＧＡＯＹｕｑｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００２１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｓｍａｌｌｃａｐａｃｉｔｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈＤＣｓｉｘ ｐｕｌｓｅｖｏｌｔａｇｅａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｂａｓｅｄｏｎＡＣ ＤＣ ＡＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｏｆｓｐａｃｅｖｏｌｔａｇｅｖｅｃｔｏｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｆｌｕｘｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔａｎｄｂｕｓｐｕｌｓａｔｉｏｎｖｏｌｔａｇｅ，ａｎｄｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｒｏｕｔｐｕｔｗｉｔｈｌｅｓｓｈａｒｍｏｎｉｃｃｏｎｔｅｎｔｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｉｎｄｕｃｔｉｖｅｆｅｅｄｂａｃｋｅｎｅｒｇｙｏｆｔｈｅｍｏｔｏｒ，ｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍＤＣｃａｐａｃｉｔｏｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｆｅｅｄｂａｃｋｃｕｒｒｅｎｔ．Ｉｔａｌｓｏｓｕｐｐｒｅｓｓｅｓｔｈｅｉｎｅｒｔｉａｌｆｅｅｄｂａｃｋｅｎｅｒｇｙｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｌｏａｄａｎｄｔｈｅｓｕｄｄｅｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｎｇｅｂｙｔｈｅｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｓｈｕｔｄｏｗｎｏｕｔｐｕｔｍｅｔｈｏｄａｎｄｂｒａｋｉｎｇｕｎｉｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔａｎｄｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈＳｉｍｕｌｉｎｋｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＣ ＤＣ ＡＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ＤＣ ｌｉｎｋｃａｐａｃｉｔｏｒ；ｓｐａｃｅｖｏｌｔａｇｅｖｅｃｔｏｒ；ｅｎｅｒｇｙｆｅｅｄｂａｃｋ收稿日期：２０２０ ０３ １１基金项目：国家自然科学基金项目（５１５７７１１０）作者简介：孟彦京（１９５６－），男陕西咸阳人，博士，教授，研究方向为电力电子与电力传动。
母线空载损耗-概述说明以及解释
母线空载损耗-概述说明以及解释1.引言1.1 概述母线是电力系统中的一个重要组成部分，它承载着电能的传输和分配任务。
在电力传输和分配过程中，由于电流的存在会导致电力系统产生一定的损耗，而这些损耗可分为两种类型，即负荷损耗和空载损耗。
本文将着重研究和探讨母线的空载损耗问题。
空载损耗指的是在母线上没有连接任何负载的情况下，由于电流通过母线而产生的能量损耗。
尽管在空载状态下，负载为零，但是电流仍然存在，从而导致了空载损耗的产生。
空载损耗在电力传输和分配系统中占据着一定的比例，而理解和减少这一损耗是电力系统运行与管理的重要课题之一。
母线空载损耗的大小取决于多个因素，其中最主要的是母线的设计和制造质量、电流的大小、导体材料、电阻大小以及环境温度等。
这些因素的综合作用决定了母线的电阻、电感和电容等特性，从而影响了空载损耗的大小。
为了准确计算母线的空载损耗，我们需要掌握一些计算方法。
通常，可以使用电阻法、电流法或者电导法来计算空载损耗。
这些方法基于不同的原理和假设，通过测量相应的电流、电压和阻抗等参数，进行计算和分析。
对母线的空载损耗的重视是非常必要的。
首先，空载损耗的存在会导致电力系统的能源浪费，增加了电力负荷和能源供应的压力。
其次，由于空载损耗会产生热量，长期以来这些热量积累在母线中可能导致过热、老化或者损坏，进而影响电力系统的可靠性和安全性。
为了减少母线的空载损耗，可以采取一系列的措施。
例如，优化母线的设计和制造工艺，提高导体的质量和材料的选择；合理规划电力系统，减少电流的流过；加强电力系统的维护和管理，定期检查和维修母线等。
展望未来，随着电力系统的不断发展和进步，我们可以预见，技术和方法的改进将会使母线的空载损耗得到进一步的减少。
同时，新能源的应用以及电力系统的智能化将为解决空载损耗问题提供新的思路和解决方案。
我们对母线空载损耗的研究和探索仍将持续进行，以不断改进电力系统的效率和可靠性。
1.2文章结构1.2 文章结构文章将按照以下顺序展开对母线空载损耗的探讨：1.2.1 母线空载损耗的定义和意义在这一部分，我们将阐述母线空载损耗的含义与作用。
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I_CAP_INV_S I_CAP_INV_T I_CAP_INV_R
+
Q_INV 1 L1
C1 1800u*5 Q_INV 3
2
0
+
C3 1800uF*5 -BUS Q_INV 4
0
Q_PFC_R2
C2
PFC
D_PFC_R1
INV
4.3.1 PFC流进BUS电容的电流 分析-I_CAP_PFC
I _ CAP(t ) I _ CAP _ PFC(t ) I _ CAP _ INV (t )
4.4.2 运用时域分析法分析电容 谐波电流的结果
IcapT I3_inv_nlt ( ( i) ) modinv3t ( ( i) )
80 80A 60
200
200 A
i
apapfc_nl i
0
I _ CAPj ( I _ CAP _ PFCj ) 2 ( I _ CAP _ INV j ) 2
4.5.1频域法分析BUS的谐波电 流
频域分析法，是指在频域范围内取 I_CAP_PFC和I_CAP_INV各次谐波的正交 量，作为电容电流的各次谐波。 这种方法适用于PFC和INV开关频率不相 关的情况下，能够粗略估计BUS电容的谐 波,适用比较广。
I capa_pos_nlj 20
0
0
0 0
50 j
100
150 150
Fig3. 频域分析法电容电流谐波分析
4.6 两种谐波分析方法的比较
两种方法的结果，整体上比较接近.
33.144 40 A
25.241
40A
effh ( Icap_nl j)
20
I capa_pos_nlj
20
1.56710
100
40 20
Icapainv_nl i 0
0 0 0.005
0
0
Fig1.
50 0.01Icap_ nl 0.015 0.02 Icapap fc_n l SIcapai 0 nv _ nl 0.005 i i i t ( i ) 0.02 0 PFC电容电流波形 Fig2.
0.01
Th Ploss
Ta Life
40°C 2.026W
25.4 °C 13.7年
50 °C 1.722W
37.6 °C 7.7年
60 °C 1.555W
48.8 °C 4.3年
总结
本文主要是介绍BUS电容谐波电流的分析 方法及其寿命的计算.希望帮助我们在设 计之初, 可以更好的选择和使用BUS电容. 本文所推导出的结果,尚未得到试验验证, 接下来,将尝试测试电容内部温度,来验证 本文关于电容寿命的分析方法。
3
0
0
0
50
100
150
0
0 0
50
100
150
Fig1. 时域分析法电容电流谐波分析 0 j 150
j 150 Fig2. 频域分析法电容电流谐波分析
低频电流0-60次谐波 高频60-150次谐波
时域分析法
频域分析法
32.8A
39A
1.74A
1.7A
4.7 计算公式的参数选取
PLoss P(1) P( 2) P(3) ... P( n ) I ( j ) ESR( j )
4.1 3A3-30KBUS电容设计要求 和选用电容介绍
3A3-30K设计中，要求25度条件下，电容寿命7年。 RIFA 公司的PEH506YEQ4180M4 1800uF*10个,正负BUS各5个 ESR Value=59mOHM, at 20 °C 100Hz
0.08 ESR(OHM) 0.079 Esr_cap_20( F) 0.06 Esr_cap_30( F) Esr_cap_40( F) 0.04 Esr_cap_50( F) Esr_cap_60( F) 0.02 0.015
THANKS!
Th Ta PLoss RTh
3.4 计算电容寿命的公式
Lop Kv A 2( BTh / C ) Hours
A 参数是指在参考温度下的寿命,其值电容 直径有关 B 是参考温度,对85度电容,其值为85.
C参数根据电容类型由厂家
Kv 是指电容电压参数，厂家提供
四， 3A3-30KBUS电容的寿命分析
200 IcapRi IcapS i IcapTi 0 50 0 0.005 0.01 t ( i) 0.015 100 200
A
R流R,S,T相
200 200 A
IcapT I3_inv_nlt ( ( i) ) modinv3t ( ( i) )
i
Fig.2 逆变三相Q_INV1电流波形 0.02
0.015 S 0.02
t ( i) INV电容电流波形
A
200
25.241
40A
Icap_nli
0
effh( Icap_nl j)
20
200 A
0
0.005
0.01
0.015 S
1.56710
3
0
Fig3. 电容电流波形 t ( i)
50 100 150 0 Fig4. 时域分析法电容电流谐波分析 j 150
B=85，表示电容温度参考点，与电容温度规格相同；
C=12，厂家提供参数。
4.8 BUS电容的寿命分析结果
以频域分析得到的电容谐波结果进行BUS寿命分析，假设电 容内部温度为40 °C, 50 °C, 60 °C时，分别推算出Ploss, Ta, Life如下表. 通过量测电容表面温度，可以推算出电容寿命。3A3-30K在 常温常压，RCD 满载条件下测得，电容表面光温度最高为 32度，因此可以根据下表判断，电容寿命大于7年。符合设 计要求。
3.3 电容损耗和内部温度的计 算公式
将每次谐波电流引起的损耗相加.
2 2
P tot P (1) P ( 2) P (3) ... P ( n)
I (1) ESR(1) I ( 2) ESR( 2) ... I ( n) ESR( n)
计算电容内部温度Th, Rth为电容的热阻 其值和风速等有关,Ta表示电容表面温度
2 j 1 n
谐波次数，选取最高150次谐波，计算损耗
Th Ta PLoss RTh
当风速低于1m/S，根据厂家提供经验数据Rth=7.2 °C/W
Lop Kv A 2( BTh / C ) Hours
Kv与电容工作电压有关，3A3-30K 中BUS电压360V，根据厂家提供参数Kv=1.49； A=6000,表示当电容内部温度85 °C时，电容寿命6000Hours,此参数厂家提供；
20 °C
30 °C 40 °C 60 °C 50 °C
0
0 50
500
1000
1500 F
2000
2500
3000 2.9510
3
F(Hz)
RIFA 1800uF电容ESR和温度,频率的关系
4.2 3A3-30K 主线路图
I_CAP_PFC_S PHASE_S I_CAP_PFC_T PHASE_T I_CAP_PFC_R +BUS Q_PFC_R1 PHASE_R I_CAP Q_INV 2
计算电容的损耗 和温度
根据电容的谐波电 流和ESR值，计算 每次谐波电流引起 的损耗，并求和， 得到总的电容损耗, 然后计算出电容的 温度.
计算电容寿命
根据计算出的电容 的内部温度，和厂 商提供的计算公式 求得电容的寿命。
3.2 谐波电流的分析方法
首先求得电流的函数I=f(t) 对电流函数进行傅立叶分解求得各次谐波 的有效值，就是电容的谐波的电流
0
32.366
40
100 Icapainv_nl i 0 50 0 0 0.005 0.01 t ( i)
effh ( Icapainv_nl j)
20
1.24710
0.015
4
0
0 0
50 j
100
150 150
0.02
Fig.3 由电容流出到逆变的电流I_CAP_INV
Fig4. I_CAP_INV电流谐波分析
I _ CAPj ( I _ CAP _ PFCj ) 2 ( I _ CAP _ INV j ) 2
4.5.2 频域分析法分析电容谐波 电流的结果
28.576 40A
32.366
A 40
apapfc_nl j)
20
effh ( Icapainv_nl j)
20
8.49410
4
60A I1_res_nl( t ( i) ) I2_res_nl( t ( i) ) I3_res_nl( t ( i) ) 20 40
R
S
T
46.895
60A
R
S
T
I1res_nl( t ( i) ) 40 I2res_nl( t ( i) ) I3res_nl( t ( i) ) 20 0 0 0.005 0.01 t ( i) 0.015s
3A3-30K BUS电容寿命的分析
报告人：田寿龙
报告目录
电解电容的寿命问题 电解电容的模型和ESR特性 分析电解电容寿命的主要步骤 3A3-30KBUS电容寿命的分析 总结
一，电解电容的寿命问题
电解电容的寿命问题
电解电容的失效原因，当温度升高时，电解电 容的电解液会挥发，导致容值变小，漏电流增 大，ESR增大； 当以上任一指标超过规格时，我们认为电容失 效； 电容的寿命取决于电解液的挥发速度。 影响电解电容寿命的因素：主要热影响（焊接， 外界温度，纹波电流）其次，还有施加高压； 施加反压等异常影响。